C++开放封闭原则示例解析
北冥有鱼丶丶 人气:0我们在做任何系统的时候，都不要指望系统一开始就完全确定需求，然后再也不发生变化，这是不现实，也是不科学的想法，既然需求是一定会发生变化的，那么如何在面对需求的变化时，设计的软件可以相对容易修改，不至于说，新需求一来就要把整个程序都推倒重来呢？
开放-封闭原则可以做到这样，所谓开放-封闭原则就是指软件实体（类、函数、模块等）应该可以扩展，但是不可以修改，即我们设计这个类的时候就尽量让这个类足够好，写好了就不要去修改了，原来的代码能不动则不动，如果新需求来，我们增加一些类就完事了。面对需求的改变，对程序的改动是通过增加新代码进行的，而不是更改现有的代码，这就是开放-封闭原则的精神所在。
在我们最初编写代码时，假设变化不会发生。当变化发生时，我们将创建抽象来隔离以后发生的同类变化。
在之前的这篇博客中，https://blog.csdn.net/weixin_44049823/article/details/128907849，我们实现了计算器的5个版本，这其中就运用了开放-封闭原则，这里，我们通过该篇博客实现的2.0版本和4.0版本来学习开放-封闭原则。
2.0版本：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class opeException
{
public:
void getMessage()
{
cout << "您的输入有误！" << endl;
}
};
//判断一个字符串是不是数字
bool isStringNum(string& s)
{
bool flag = true;
for (auto e : s)
if (!isdigit(e))
{
flag = false;
break;
}
return flag;
}
int main()
{
string num1 = "0";
string num2 = "0";
string ope = " ";
try
{
cout << "请输入左操作数：" << endl;
cin >> num1;
if (!isStringNum(num1))
throw opeException();
cout << "请输入右操作数：" << endl;
cin >> num2;
if (!isStringNum(num2))
throw opeException();
cout << "请输入操作符" << endl;
cin >> ope;
if (ope != "+" && ope != "-" && ope != "*" && ope != "/")
throw opeException();
if (ope == "+")
{
cout<< stoi(num1) + stoi(num2)<<endl;
}
else if (ope == "-")
{
cout << stoi(num1) - stoi(num2) << endl;
}
else if (ope == "*")
{
cout << stoi(num1) * stoi(num2) << endl;
}
else if (ope == "/")
{
if (stoi(num2) != 0)
{
cout << stoi(num1) / stoi(num2) << endl;
}
else
cout << "除数不能为0" << endl;
}
}
catch (opeException ex)
{
ex.getMessage();
}
return 0;
}在计算器2.0版本中，如果我们要增加开平方、平方、立方等运算，需要对代码进行大量修改，这显然不满足开放-封闭原则，可维护性很差，面对这些可能的变化，在4.0版本的代码中将各种具体运算，比如加减乘除分别抽象成为加法类、减法类、乘法类、除法类，这样如果我们需要增加一些运算，面对这些变化，我们只需要再创建相应的运算类即可。
4.0版本：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//业务逻辑
//异常类用于处理异常情况
class opeException
{
public:
void getMessage()
{
cout << "您的输入有误！" << endl;
}
};
//运算类
class Operation
{
//判断一个字符串是不是数字
bool isStringNum(string& s)
{
bool flag = true;
for (auto e : s)
if (!(isdigit(e)))
{
flag = false;
break;
}
return flag;
}
protected:
//判断输入的操作数和操作符是否有误
bool isError(string& _strNum1, string& _strNum2, string& _ope)
{
if (!(Operation::isStringNum(_strNum1) && Operation::isStringNum(_strNum2) && (_ope == "+" || _ope == "-" || _ope == "*" || _ope == "/")))
{
return false;
}
}
public:
virtual int getResult() = 0;
};
//加法运算类
class addOperation:public Operation
{
private:
string strNum1;
string strNum2;
string ope;
int re;
public:
addOperation(string& _strNum1, string& _strNum2, string& _ope) :strNum1(_strNum1),strNum2(_strNum2),ope(_ope),re(0) {}
virtual int getResult() override
{
if (!isError(strNum1, strNum2, ope))
throw opeException();
else
re = stoi(strNum1) + stoi(strNum2);
return re;
}
};
//减法运算类
class subOperation :public Operation
{
private:
string strNum1;
string strNum2;
string ope;
int re;
public:
subOperation(string& _strNum1, string& _strNum2, string& _ope) :strNum1(_strNum1), strNum2(_strNum2), ope(_ope), re(0) {}
virtual int getResult() override
{
if (!isError(strNum1, strNum2, ope))
throw opeException();
else
re = stoi(strNum1) - stoi(strNum2);
return re;
}
};
//乘法运算类
class mulOperation :public Operation
{
private:
string strNum1;
string strNum2;
string ope;
int re;
public:
mulOperation(string& _strNum1, string& _strNum2, string& _ope) :strNum1(_strNum1), strNum2(_strNum2), ope(_ope), re(0) {}
virtual int getResult() override
{
if (!isError(strNum1, strNum2, ope))
throw opeException();
else
re = stoi(strNum1) * stoi(strNum2);
return re;
}
};
//除法运算类
class divOperation :public Operation
{
private:
string strNum1;
string strNum2;
string ope;
int re;
public:
divOperation(string& _strNum1, string& _strNum2, string& _ope) :strNum1(_strNum1), strNum2(_strNum2), ope(_ope), re(0) {}
virtual int getResult() override
{
if (!isError(strNum1, strNum2, ope))
throw opeException();
else if (stoi(strNum2) != 0)
re = stoi(strNum1) / stoi(strNum2);
else
throw opeException();
return re;
}
};
//界面逻辑
int main()
{
try
{
string _strNum1 = " ";
string _strNum2 = " ";
string _ope = " ";
cout << "请输入左操作数：" << endl;
cin >> _strNum1;
cout << "请输入右操作数：" << endl;
cin >> _strNum2;
cout << "请输入操作符：" << endl;
cin >> _ope;
if (_ope == "+")
{
addOperation addoperation(_strNum1, _strNum2, _ope);
cout << addoperation.getResult() << endl;
}
else if (_ope == "-")
{
subOperation suboperation(_strNum1, _strNum2, _ope);
cout << suboperation.getResult() << endl;
}
else if (_ope == "*")
{
mulOperation muloperation(_strNum1, _strNum2, _ope);
cout << muloperation.getResult() << endl;
}
else if (_ope == "/")
{
divOperation muloperation(_strNum1, _strNum2, _ope);
cout << muloperation.getResult() << endl;
}
else
cout << "您的输入有误！" << endl;
}
catch (opeException ex)
{
cout << "您的输入有误" << endl;
}
return 0;
}当然，并不是什么时候应对变化都是容易的。我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化。查明可能发生的变化所等待的时间越长，要创建正确的抽象就越困难。比如，如果加减运算都在很多地方应用了，再考虑抽象、考虑分离，就很困难。
开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所声称的巨大好处，也就是可维护、可扩展、可复用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象，然而，对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。
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